ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ,
СОЕДИНЁННОЙ ТРЕУГОЛЬНИКОМ
Цель работы
Научиться соединять трехфазные цепи треугольником. Изучить распределение токов в цепи при равномерной и неравномерной нагрузке, при обрыве фазы потребителя и отключении линейного провода.
Научиться строить векторные диаграммы.
Элементы теории
Рис. 1. Схема соединения обмоток генератора в треугольник.
Трехфазную нагрузку соединяют треугольником в том случае, когда каждая ее фаза рассчитана на напряжение, равное линейному напряжению сети. Для этого соединяют конец X первой фазы потребителя электроэнергии с началом В второй фазы, конец Y второй фазы с началом С третьей фазы, а конец Z, третьей фазы с началом А первой фазы. Затем от начальных выводов фаз отводятся линейные провода (рис. 1).
Рис. 2. Соединение потребителей электроэнергии в треугольник.
Таким образом, каждая фаза нагрузки, соединенной треугольником, находится под линейным напряжением и, следовательно,
UЛ = U ф (1)
Если направления линейных и фазных токов, показанные на рис. 1. принять за положительные, то на основании первого закона Кирхгофа для узловых точек А, В и С можно составить следующие уравнения:
IА = IАВ - I СА,
IВ = IВС - IАВ, (2)
IС = IСА - IВС.
Эти уравнения выражают соотношения между линейными и фазными токами и используются при построении векторных диаграмм.
Рассмотрим случай равномерной нагрузки фаз, когда все фазы потребителя имеют одинаковые по величине и характеру сопротивления. При симметричной системе линейных напряжений токи в фазах потребителя будут одинаковой величины и смещены по фазе относительно соответствующих напряжений на одинаковый угол. Другими словами, получается симметричная система фазных токов IАВ , IВС и IСА, как показано на векторной диаграмме (рис. 2). На векторной диаграмме по уравнениям (2) построены вектора линейных токов, которые получаются больше фазных токов в 
раз.
Рис. 2. Векторная диаграмма при равномерной активной нагрузке.
Таким образом, при равномерной нагрузке фаз, соединенных треугольником, справедливо соотношение:
Iл = Iф = 1,73•Iф. (3)
При неравномерной нагрузке фаз величины линейных токов находятся построением векторной диаграммы на основе уравнений (2). На рис.3 показана векторная диаграмма для случая неравномерной активной нагрузки, когда фазные токи совпадают по фазе с напряжениями.
Рис. 3. Векторная диаграмма при неравномерной активной нагрузке.
φ
Рис. 4. Векторные диаграммы при отключении фазы АС (а) и симметричной активно-индуктивной нагрузке (б).
На рис 4 построена векторная диаграмма (а) при отключении фазы АС и одинаковой активной нагрузке в двух других фазах. В случае отключения какого-либо линейного провода, например, провода С (что может произойти в результате сгорания плавкого предохранителя) трехфазная цепь превращается в однофазную, в которой фазы АС и ВС соединены между собой последова-тельно и находятся под тем же напряжением, что и фаза АВ. В данной работе в качестве нагрузки используется ламповый реостат, обладающий активным сопротивлением. Поэтому сдвига фаз между фазными токами и напряжениями не будет.
В трёхфазных асинхронных электродвигателях возникает симметричная активно-индуктивная нагрузка, создающая смещение фазных токов от векторов
фазных напряжений на угол n по направлению вращения стрелок часов, рис.4б.
2017-12-14
853
